一種脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，包括依次相連的脫硫塔、過濾裝置以及納濾裝置，納濾裝置的入口處設有阻垢劑加藥裝置，納濾裝置的濃水出口與脫硫塔相連，納濾裝置的淡水出口與鹽水濃縮裝置相連，鹽水濃縮裝置的淡水出口與淡水箱相連，鹽水濃縮裝置的濃水出口與結晶器相連，結晶器的冷凝水出口與淡水箱相連；結晶器的固體出口設有干燥封裝機。脫硫塔排出的脫硫廢水進行過濾后送入納濾裝置，納濾濃水返回脫硫塔，納濾淡水經(jīng)鹽水濃縮裝置處理，然后通過結晶器結晶，得到的淡水回收在淡水箱中回用，鹽分析出干燥成結晶鹽封裝后外運，從而實現(xiàn)脫硫廢水的零排放，使回收的淡水品質提高，且節(jié)約化學藥劑和運行費用。
【專利說明】一種脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于工業(yè)廢水處理與資源循環(huán)利用【技術領域】，具體涉及一種脫硫廢水 循環(huán)利用及廢水零排放系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 目前，火電廠普遍采用石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)，為了維持脫硫漿液中穩(wěn)定的 氯離子濃度，需要排放一定量的脫硫廢水，脫硫廢水中的懸浮物、含鹽量、硬度、氯離子、硫 酸根和二氧化硅含量均較高，同時含有一定量的重金屬離子，污染性較強，是火電廠中需重 點處理的一種工業(yè)廢水。脫硫廢水的常用處理工藝是：曝氣氧化-中和-絮凝-沉降-澄 清-pH調整，處理后的脫硫廢水水質指標可達到《污水綜合排放標準》GB8678-1996或《火 電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》DL/T997-2006的要求。
[0003] 隨著國家環(huán)保政策的日趨嚴格，火電廠廢水零排放的技術需求持續(xù)上升，常規(guī)處 理后的脫硫廢水含鹽量仍然很高，必須對其進行脫鹽處理并實現(xiàn)循環(huán)利用，才能最終實現(xiàn) 電廠廢水零排放。蒸發(fā)結晶是實現(xiàn)脫硫廢水脫鹽的一種可選工藝，然而其基建投資和運行 費用均很高，難以大面積推廣。膜技術是一種無相變的高效分離技術，能夠實現(xiàn)廢水的低成 本凈化、脫鹽，但由于脫硫廢水水質非常復雜、結垢傾向強，對脫硫廢水的膜處理難度高，尚 未見成功的工程案例報道。
[0004] 檢索了脫硫廢水膜處理及零排放相關專利文獻。
[0005] 申請?zhí)枺?01220611598. 4, 一種脫硫廢水膜法處理回收系統(tǒng)，采用石灰-純堿軟化 預處理脫硫廢水，再通過納濾-反滲透除鹽，納濾濃水返回脫硫廢水池，反滲透濃水進蒸發(fā) 器實現(xiàn)淡水回收和出鹽，其使用納濾的目的是降低反滲透進水中二價結垢離子濃度，且納 濾濃水返回化學軟化預處理前繼續(xù)處理，但其使用了大量化學藥劑，成本高。
[0006] 申請?zhí)枺?01310702040. 6,脫硫廢水回用與零排放處理方法及設備，采用預處理、 化學反應處理、分離處理、凈化過濾處理和蒸發(fā)結晶處理實現(xiàn)脫硫廢水的零排放，其中分離 處理采用膜過濾分離化學反應生成的固體顆粒，凈化過濾處理采用過濾器及反滲透獲得凈 化過濾水。申請?zhí)枺?01310555063. 9, 一種脫硫廢水零排放處理裝置及方法，對脫硫廢水進 行化學軟化預處理，采用循環(huán)膜分離化學軟化產(chǎn)物，繼續(xù)使用海水膜反滲透、耐污染高壓膜 反滲透回收淡水，濃水含鹽量15%?20%，用于灰場噴淋。上述兩種方式都必須對脫硫廢 水進行化學軟化預處理。
[0007] 申請?zhí)枺?01310112212. 4,石灰石和石膏的濕法脫硫廢水處理裝置，包括沉降系 統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、清洗裝置和沖洗裝置，超濾系統(tǒng)采用循環(huán)管式超濾，去除廢水中 的顆粒物，通過反滲透去除廢水中的重金屬離子、氟離子、氯離子，回收淡水，但是不能實現(xiàn) 廢水的零排放。
[0008] 根據(jù)上述檢索結果及工程案例分析，目前脫硫廢水的常規(guī)處理技術是采用化學反 應沉淀法，處理出水達到國家排放標準。在廢水零排放電廠中，采用預處理-蒸發(fā)結晶技術 處理脫硫廢水，但基建和運行成本都很高，難以推廣。膜法處理回收脫硫廢水并實現(xiàn)零排放 的工藝技術路線有專利文獻公開，而實際工程案例未見報道。
[0009] 在石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)中排放脫硫廢水的主要目的是控制脫硫漿液中的氯離 子濃度，以維持脫硫塔正常運行工況。常規(guī)脫硫廢水處理工藝沒有除鹽能力，處理后產(chǎn)水不 能循環(huán)利用。蒸發(fā)結晶工藝能將水與鹽完全分離，淡水含鹽量很低，但返回脫硫系統(tǒng)存在水 的高質低用問題。前述各膜法脫硫廢水處理技術專利，也只單獨考慮脫硫廢水的處理，沒有 考慮脫硫系統(tǒng)對回用水的水質要求。 實用新型內(nèi)容
[0010] 本實用新型的目的在于提供一種能夠節(jié)約化學藥劑和運行費用的脫硫廢水循環(huán) 利用及零排放系統(tǒng)。
[0011] 為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案包括依次相連的脫硫塔、過濾裝 置以及納濾裝置，納濾裝置的入口處設有阻垢劑加藥裝置，納濾裝置的濃水出口與脫硫塔 相連，納濾裝置的淡水出口與鹽水濃縮裝置相連，鹽水濃縮裝置的淡水出口與淡水箱相連， 鹽水濃縮裝置的濃水出口與結晶器相連，結晶器的冷凝水出口與淡水箱相連；結晶器的固 體出口設有干燥封裝機。
[0012] 所述的過濾裝置包括依次相連的沉淀池、過濾池、膜過濾器，膜過濾器的產(chǎn)水出口 與納濾裝置相連，沉淀池的入口連接有脫硫塔，且過濾池和膜過濾器的反洗排水出口分別 與沉淀池的入口相連。
[0013] 所述的過濾池采用多介質過濾器、砂濾器或纖維過濾器，膜過濾器采用超濾器或 微濾器。
[0014] 所述的鹽水濃縮裝置包括與納濾裝置的淡水出口相連的一級反滲透裝置，一級反 滲透裝置的淡水出口與淡水箱相連，一級反滲透裝置的濃水出口與電滲析器相連，電滲析 器的淡水出口與一級反滲透裝置的入口相連，電滲析器的濃水出口與結晶器相連。
[0015] 所述的一級反滲透裝置的淡水出口與淡水箱之間設有二級反滲透裝置，二級反滲 透裝置的淡水出口與淡水箱相連，二級反滲透裝置的濃水出口與一級反滲透裝置的入口相 連。
[0016] 所述的一級反滲透裝置采用海水淡化膜，二級反滲透裝置采用苦咸水膜。
[0017] 所述的納濾裝置的淡水出口和鹽水濃縮裝置之間設有軟化單元。
[0018] 所述的軟化單元采用石灰-純堿反應微濾器、弱酸離子交換器、鈉離子交換器或 螯合樹脂離子交換器。
[0019] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于：
[0020] 本實用新型通過納濾裝置將脫硫廢水中的一價離子和二價結垢離子進行了有效 的分離，含氯離子濃度低的納濾濃水直接返回脫硫塔循環(huán)利用，含氯離子濃度高的少量納 濾淡水通過反滲透、電滲析、結晶組合工藝實現(xiàn)回收高品質淡水和產(chǎn)鹽，最終實現(xiàn)脫硫廢水 的零排放，具有很好的經(jīng)濟環(huán)境效益；同時，由于脫硫廢水中Ca 2+、Mg2+、S0廣濃度很高，直接 進行反滲透處理結垢傾向很強，通常技術路線是先對脫硫廢水進行軟化處理，而本實用新 型的工藝不進行化學加藥軟化預處理，通過控制納濾進水壓力在0. 3MPa?1. 5MPa，限制脫 硫廢水在納濾濃水側的濃縮倍數(shù)，配合高效的阻垢劑，可以使納濾膜維持穩(wěn)定運行，將Ca2+、 Mg2+、S〇f大部分截留在濃水中，而Na+ΧΓ大部分透過納濾膜進入納濾淡水，納濾濃水由于 cr顯著降低可以返回脫硫塔循環(huán)利用，從而節(jié)省了大量軟化預處理化學藥劑費用。
[0021] 本實用新型的將納濾淡水通過鹽水濃縮裝置濃縮到含鹽量200000mg/L以上，再 用結晶器直接產(chǎn)鹽，相對于直接蒸發(fā)結晶處理含鹽量35000mg/L的脫硫廢水，蒸發(fā)結晶處 理裝置設計容量降低80%以上，基建和運行費用大大降低，經(jīng)濟效益明顯。
[0022] 進一步，本實用新型在納濾裝置和一級反滲透裝置之間設置了軟化單元，軟化單 元能夠將納濾淡水中還有的少量Ca 2+、Mg2+去除，降低一級反滲透結垢傾向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0024] 其中，1-脫硫塔，2-沉淀池，3-過濾池，4-膜過濾器，5-納濾裝置，6-軟化單元， 7_ -級反滲透裝置，8-二級反滲透裝置，9-電滲析器，10-結晶器，11-干燥封裝機，12-淡 水箱，13-阻垢劑加藥裝置；
[0025] a-納濾濃水，b-納濾淡水，c- 一級反滲透濃水，d- -級反滲透淡水，e-二級反滲 透濃水，f-二級反滲透淡水，g-電滲析淡水，h-電滲析濃水，k-冷凝水，i-過濾池反洗排 水，j_膜過濾反洗排水。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0027] 如圖1所示，本實用新型包括脫硫塔1以及與脫硫塔1相連的沉淀池2,沉淀池2 的產(chǎn)水出口與過濾池3相連，過濾池3的產(chǎn)水出口與膜過濾器4相連，膜過濾器4的產(chǎn)水出 口與納濾裝置5相連，且過濾池3和膜過濾器4的反洗排水出口分別與沉淀池1的入口相 連；納濾裝置5的入口處設有阻垢劑加藥裝置13,納濾裝置5的濃水出口與脫硫塔1相連， 納濾裝置5的淡水出口與軟化單元6相連，軟化單元6的軟化出水口與一級反滲透裝置7 相連，一級反滲透裝置7的淡水出口與二級反滲透裝置8相連，二級反滲透裝置8的淡水出 口與淡水箱12相連，濃水出口與一級反滲透裝置7的入口相連，一級反滲透裝置7的濃水 出口與電滲析器9相連，電滲析器9的淡水出口與一級反滲透裝置7的入口相連，電滲析器 9的濃水出口與結晶器10相連，結晶器10的冷凝水出口與淡水箱12相連；結晶器10的固 體出口設有干燥封裝機11。
[0028] 其中，過濾池3采用多介質過濾器、砂濾器或纖維過濾器，膜過濾器4為超濾器或 微濾器，優(yōu)選的膜過濾器4采用浸沒式超濾器。軟化單元6為石灰-純堿反應微濾器、弱酸 離子交換器、鈉離子交換器或螯合樹脂離子交換器。一級反滲透裝置7采用海水淡化膜，二 級反滲透裝置8采用苦咸水膜，且一級反滲透裝置7和二級反滲透裝置8均兩段布置。
[0029] 基于上述脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)的方法，其工藝流程為：脫硫塔1排出 的脫硫廢水，在沉淀池2中進行預沉降；沉淀池2的上清液送入過濾池3過濾除去大顆粒懸 浮物，過濾池反洗排水i返回沉淀池2繼續(xù)沉淀；過濾池3的產(chǎn)水進入膜過濾器4去除廢水 中的顆粒物及膠體，膜過濾反洗排水j返回沉淀池2繼續(xù)沉淀；膜過濾4的產(chǎn)水進入納濾裝 置5,同時阻垢劑加藥裝置13從納濾裝置5的入口向膜過濾器4的產(chǎn)水中投加阻垢劑，并控 制納濾裝置5的進水壓力在0. 3MPa?1. 5MPa，使納濾裝置5的納濾水回收率低于30%，納 濾裝置5將廢水分離為主要含Ca2+、Mg2+、S0廣等二價結垢離子的納濾濃水a(chǎn)和主要含Na+、 K+、cr等一價離子，同時有少量二價離子的納濾淡水b，納濾濃水a(chǎn)返回脫硫塔1 ;
[0030] 納濾淡水b送入軟化單元6進行軟化處理，軟化單元6將納濾淡水中Ca2+、Mg 2+去 除，控制得到的軟化出水硬度小于0. lmmol/L，軟化出水送入一級反滲透7進行濃縮，得到 一級反滲透濃水c和一級反滲透淡水d，其中，一級反滲透裝置7的反滲透運行壓力為海水 淡化膜的極限壓力（8MPa或者更高），使用能量回收裝置以回收濃水的能量，一級反滲透濃 水c的含鹽量為80000-90000mg/L，一級反滲透淡水d的含鹽量為1500-2000mg/L ;
[0031] 一級反滲透淡水d進入二級反滲透裝置8進行濃縮，二級反滲透裝置8采用段間 增壓的運行方式，得到的二級反滲透濃水e返回一級反滲透裝置7進行濃縮，控制得到的二 級反滲透淡水f的含鹽量為100_150mg/L，二級反滲透淡水f收集在淡水箱12中貯存回用， 一級反滲透濃水c進入電滲析器9繼續(xù)進行濃縮，得到的電滲析淡水g返回一級反滲透裝 置7繼續(xù)進行濃縮，同時控制得到的電滲析濃水h的含鹽量在200000mg/L以上，將電滲析 濃水h送入結晶器10進行強制循環(huán)蒸發(fā)結晶處理，得到的結晶鹽由干燥封裝機11處置后 外運，同時控制結晶器9的冷凝水k含鹽量低于50mg/L，冷凝水k收集在淡水箱12中貯存 回用。
[0032] 下面以某電廠脫硫廢水的處理回用為例對本實用新型做進一步的說明，設計水質 見表1。
[0033] 表1某電廠脫硫廢水水質
[0034]

【權利要求】
1. 一種脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：包括依次相連的脫硫塔（1)、過 濾裝置以及納濾裝置（5)，納濾裝置（5)的入口處設有阻垢劑加藥裝置（13)，納濾裝置（5) 的濃水出口與脫硫塔（1)相連，納濾裝置（5)的淡水出口與鹽水濃縮裝置相連，鹽水濃縮裝 置的淡水出口與淡水箱（12)相連，鹽水濃縮裝置的濃水出口與結晶器（10)相連，結晶器 (10)的冷凝水出口與淡水箱（12)相連；結晶器（10)的固體出口設有干燥封裝機（11)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的過濾 裝置包括依次相連的沉淀池（2)、過濾池（3)、膜過濾器（4)，膜過濾器（4)的產(chǎn)水出口與納 濾裝置（5)相連，沉淀池（2)的入口連接有脫硫塔（1)，且過濾池（3)和膜過濾器（4)的反 洗排水出口分別與沉淀池（1)的入口相連。
3. 根據(jù)權利要求2所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的過濾 池（2)采用多介質過濾器、砂濾器或纖維過濾器，膜過濾器（4)采用超濾器或微濾器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的鹽水 濃縮裝置包括與納濾裝置（5)的淡水出口相連的一級反滲透裝置（7)，一級反滲透裝置（7) 的淡水出口與淡水箱（12)相連，一級反滲透裝置（7)的濃水出口與電滲析器（9)相連，電 滲析器（9)的淡水出口與一級反滲透裝置（7)的入口相連，電滲析器（9)的濃水出口與結 晶器（10)相連。
5. 根據(jù)權利要求4所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的一級 反滲透裝置（7)的淡水出口與淡水箱（12)之間設有二級反滲透裝置（8)，二級反滲透裝置 (8)的淡水出口與淡水箱（12)相連，二級反滲透裝置（8)的濃水出口與一級反滲透裝置 (7)的入口相連。
6. 根據(jù)權利要求5所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的一級 反滲透裝置（7)采用海水淡化膜，二級反滲透裝置（8)采用苦咸水膜。
7. 根據(jù)權利要求1所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的納濾 裝置（5)的淡水出口和鹽水濃縮裝置之間設有軟化單元（6)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的脫硫廢水循環(huán)利用及零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述的軟化 單元（6)采用石灰-純堿反應微濾器、弱酸離子交換器、鈉離子交換器或螯合樹脂離子交換 器。
【文檔編號】C02F9/10GK203878018SQ201420288848
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王璟, 龐勝林, 毛進, 楊寶紅, 何高祥, 王正江, 王金磊, 許臻, 張江濤, 葉治安 申請人:西安西熱水務環(huán)保有限公司, 西安熱工研究院有限公司, 華能國際電力股份有限公司玉環(huán)電廠